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生物选择性必修3 生物技术与工程二 胚胎工程的技术手段教学演示课件ppt
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这是一份生物选择性必修3 生物技术与工程二 胚胎工程的技术手段教学演示课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了内容索引，自主预习·新知导学，合作探究·释疑解惑，课堂小结，胚胎分割示意图，图Z2-3-5，图Z2-3-6，卵母细胞的采集，图Z2-3-7，图Z2-3-8等内容，欢迎下载使用。
一、体外受精是指精子和卵子在体外人工环境中融合1.哺乳动物的体外受精主要包括精子的获取、卵母细胞的采集和受精三个主要步骤。2.受精流程
二、胚胎分割是将早期胚胎分割成若干等份1.概念:胚胎分割通常是指采用机械方法将早期胚胎桑椹胚或囊胚分割成两等份或更多等份,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。2.实质:胚胎分割可以看成是动物的无性繁殖或克隆的方法之一,因为来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。
4.意义(1)可以进一步扩大优良家畜的繁殖数量。(2)可以培育遗传特点完全相同的动物群,为生物学、医学、药学和畜牧学等的研究提供实验动物。(3)不均等的胚胎分割可以进行细胞、分子水平的检测。
三、胚胎移植是将早期胚胎移植到代孕母畜体内1.概念:指将体外受精得到的早期胚胎或者胚胎分割得到的分割胚胎移植到适龄母畜中,产下新的个体,这一过程称为胚胎移植。2.胚胎移植的大致流程
3.胚胎工程技术的应用(1)体外受精技术使优良牲畜的遗传潜力得到最大限度发挥。(2)胚胎分割技术、胚胎移植技术可使优良公、母畜的繁殖潜力都得以充分发挥。(3)通过体外受精、胚胎分割、胚胎移植技术,可以加快优良种畜的繁殖速度,对某些哺乳动物进行性别控制。(4)利用胚胎冷冻技术,可以建立优良品种的胚胎库,保存优良或濒危物种。(5)可以利用试管婴儿技术解决不孕不育问题。
【预习检测】 1.判断正误。(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精三个主要步骤。( )(2)采集的卵母细胞和精子置于适当的培养液中就可以受精。( )(3)胚胎移植时,需要用促性腺激素对供体进行超数排卵处理。( )(4)胚胎移植时,需要用促性腺激素进行同期发情处理。( )(5)胚胎移植中供移植的胚胎只能来自母体子宫。( )(6)胚胎分割时可选择桑椹胚或囊胚进行分割。( ) (7)胚胎分割时应取内细胞团细胞做DNA检测、性别鉴定。( )(8)胚胎分割技术可以扩大优良家畜的繁殖数量。( )
2.下列关于体外受精的说法,错误的是( )。A.参与体外受精的精子需要获能,卵母细胞需要进行细胞培养B.体外受精时不发生透明带反应和卵细胞膜反应C.体外受精需要在特定的培养液中进行D.体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施答案:B
3.下列关于胚胎分割技术的叙述,正确的是( )。 A.胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份B.胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎C.胚胎分割技术是有性繁殖的方式,因此不属于克隆D.胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎答案:B
4.下列关于胚胎移植的叙述,错误的是( )。A.超数排卵要使用一定的激素B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态C.母畜体内的未排出的卵细胞或胚胎冲出后均能移植D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行答案:C解析:胚胎移植一般要在桑椹胚或囊胚时期进行,未排出的卵细胞没有进行受精,不能进行胚胎移植。
【问题引领】图Z2-3-6是哺乳动物未成熟卵母细胞体外受精过程示意图,思考并回答下列问题。
(1)图Z2-3-6中的卵母细胞是从卵巢中采集的,在体外受精时,是否需要培养成熟?提示:是,从卵巢中采集的卵母细胞是不具备受精能力的,必须在体外培养成熟后才能与精子受精。(2)体内受精时,精子的获能是在雌性生殖道内完成的,图Z2-3-6中精子的获能是如何完成的?提示:精子的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。即将精子放入人工配制的获能液培养一段时间获能,或将精子放在一定浓度的肝素溶液中获能。
(3)分析精子获能处理前进行离心处理的原因。提示:精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质,因此在一般情况下,精液中的精子无法获能。精子获能处理前进行离心处理,目的是除去精浆以利于精子获能。
【归纳提升】1.精子的获能
3.对体外受精技术的几点说明(1)哺乳动物体内胚胎的形成需要经过精子获能和卵子准备→受精→早期胚胎发育三个阶段。事实上,体外受精技术也是按照这一过程操作的,唯一不同的是采用了人工操作技术。(2)从卵巢获取的卵母细胞必须在体外培养到MⅡ期。(3)不同动物,采集卵子和精子的方法不同,精子体外获能的方法也不同。(4)获能的精子和培养成熟的卵子的体外受精过程,必须在人为控制的适宜条件下和专用的受精溶液或获能溶液中进行,获能的精子和培养成熟的卵子同时培养,完成受精。(5)用显微镜检查受精情况,若能看到第二极体和雌、雄原核形成,则已完成受精。
【典型例题】图Z2-3-7是哺乳动物未成熟卵母细胞体外受精过程示意图。据图分析,下列叙述错误的是( )。
A.Ⅰ表示卵母细胞的成熟培养B.Ⅲ表示精子的获能过程C.Ⅱ是成熟的卵子,一般处于MⅡ期D.Ⅰ中培养液和Ⅲ中培养液的成分没有区别答案:D
解析:体外受精包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。采集的卵母细胞和精子要分别在体外进行成熟培养和获能处理,卵母细胞要培养到MⅡ期才具备受精能力。题图中Ⅰ表示卵母细胞的成熟培养;Ⅱ是培养成熟的卵子,一般处于MⅡ期;Ⅲ表示精子的获能过程。精子获能所用的培养液是专门的获能溶液,Ⅰ中培养液与Ⅲ中培养液的成分有区别。
【变式训练】 1.下列关于体外受精的叙述,错误的是( )。A.体外受精时顶体反应和透明带反应可以阻止多精入卵B.卵母细胞的采集往往需要进行超数排卵处理C.体外受精是指精子和卵子在体外人工环境中融合D.精子体外获能方法通常有培养法和化学诱导法两种答案:A解析:体外受精和体内受精的实质相同,也具有防止多精入卵的屏障。透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障,卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障。
2.“虎狮兽”是雄虎的精子和雌狮的卵子进行“体外受精”而产生的,请同学们判断该“体外受精”的过程是图Z2-3-8中的( )。①采集雌狮卵子 ②收集雄虎精子 ③卵母细胞的人工培养 ④精子获能处理 ⑤获能精子和成熟卵子在受精溶液中共同培养 ⑥精子用化学物质诱导获能 ⑦卵母细胞用一定浓度肝素溶液处理 ⑧体外受精 ⑨受精卵培养
【问题引领】单峰骆驼曾经分布于阿拉伯半岛,濒危动物保护组织曾宣布单峰骆驼野外灭绝(只生活在圈养条件下即认为该分类单元属于野外灭绝,但在人类活动区会有驯养)。近些年,在我国干燥、缺水的戈壁无人区,科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼,并进行了研究。(1)保证胚胎移植成功的关键是什么?提示:保证胚胎移植成功的关键:胚胎移植一般在同种(同一物种)的雌性供体和受体之间进行;胚胎移植时,要求受体动物的发情同步化。
(2)超数排卵处理中为什么使用的是促性腺激素而不是性激素?提示:性激素是由性腺产生并释放的,性激素对下丘脑和垂体分泌相应激素存在负反馈调节,若注射一定量的性激素会抑制下丘脑和垂体的活动,从而导致相关激素分泌量下降,进而引起自身性激素分泌量减少,长期注射会导致性腺萎缩,影响排卵。(3)胚胎移植过程中有两次使用激素处理,其目的是什么?提示:第一次是使用激素对供、受体进行同期发情处理,使它们的生理状态同步或一致,使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生理环境;第二次是用促性腺激素处理使供体母畜超数排卵。
(4)为提高胚胎利用率,可对早期胚胎进行分割,对选用胚胎及分割的要求分别是什么?提示:选用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。分割囊胚时要注意将内细胞团均等分割。
【归纳提升】1.胚胎分割的注意事项(1)胚胎分割的份数越多,技术难度越大,移植后恢复和发育的难度越大,移植的成功率越低。(2)内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育为胚胎的基础细胞,其他细胞为滋养层细胞,其发育成的胎膜和胎盘为胚胎提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育,含内细胞团少的部分发育受阻或发育不足,甚至不能发育等问题。(3)胚胎分割的最佳时期是桑椹胚期或囊胚期。
2.胚胎移植的注意事项(1)胚胎既可以是体外受精得到的早期胚胎,也可以是胚胎分割得到的分割胚胎。(2)胚胎移植的最佳阶段是桑椹胚或囊胚阶段,暂时不需要移植的胚胎也可以冷冻保存。(3)操作过程中有两次使用激素:同期发情、超数排卵。(4)所得后代的遗传特性取决于提供精子、卵子的供体动物,与受体动物无关。
【典型例题】(不定项选择题)梅花鹿属于单胎动物,季节性发情,育种工作者希望通过胚胎工程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述错误的是( )。A.胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力B.培养早期胚胎的培养液中含有维生素、激素等能源物质C.当供体胚胎数量有限时,可采用胚胎分割技术以获得更多的后代D.在胚胎工程中,子宫冲卵是指将供体动物子宫内的受精卵冲洗出来答案:BD解析:培养液中的维生素和激素不是能源物质,B项错误。在胚胎工程中,子宫冲卵是将供体动物子宫内的卵母细胞冲洗出来,D项错误。
【变式训练】 1.(不定项选择题)下列关于胚胎移植的叙述,正确的是( )。A.胚胎移植全部属于有性繁殖B.可以让普通母畜为优良母畜承担繁重的妊娠任务C.大大缩短了动物的生长繁殖周期D.供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎答案:BD
2.在克隆技术出现之前,育种工作者已经开始采用胚胎分割移植方法加快繁育更多的优良品种的牛。下列有关说法错误的是( )。 A.胚胎分割移植要在受精卵培养到桑椹胚或囊胚时进行B.胚胎分割产生同卵多胎比产生同卵双胎的成功率低C.通过胚胎分割移植培育的小牛,其性别表现为雌性和雄性各占一半D.通过体细胞克隆技术培育的小牛,其性别取决于供体细胞的染色体组成答案:C
一、体外受精是指精子和卵子在体外人工环境中融合1.哺乳动物的体外受精主要包括精子的获取、卵母细胞的采集和受精三个主要步骤。2.受精流程
二、胚胎分割是将早期胚胎分割成若干等份1.概念:胚胎分割通常是指采用机械方法将早期胚胎桑椹胚或囊胚分割成两等份或更多等份,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。2.实质:胚胎分割可以看成是动物的无性繁殖或克隆的方法之一,因为来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。
4.意义(1)可以进一步扩大优良家畜的繁殖数量。(2)可以培育遗传特点完全相同的动物群,为生物学、医学、药学和畜牧学等的研究提供实验动物。(3)不均等的胚胎分割可以进行细胞、分子水平的检测。
三、胚胎移植是将早期胚胎移植到代孕母畜体内1.概念:指将体外受精得到的早期胚胎或者胚胎分割得到的分割胚胎移植到适龄母畜中,产下新的个体,这一过程称为胚胎移植。2.胚胎移植的大致流程
3.胚胎工程技术的应用(1)体外受精技术使优良牲畜的遗传潜力得到最大限度发挥。(2)胚胎分割技术、胚胎移植技术可使优良公、母畜的繁殖潜力都得以充分发挥。(3)通过体外受精、胚胎分割、胚胎移植技术,可以加快优良种畜的繁殖速度,对某些哺乳动物进行性别控制。(4)利用胚胎冷冻技术,可以建立优良品种的胚胎库,保存优良或濒危物种。(5)可以利用试管婴儿技术解决不孕不育问题。
【预习检测】 1.判断正误。(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精三个主要步骤。( )(2)采集的卵母细胞和精子置于适当的培养液中就可以受精。( )(3)胚胎移植时,需要用促性腺激素对供体进行超数排卵处理。( )(4)胚胎移植时,需要用促性腺激素进行同期发情处理。( )(5)胚胎移植中供移植的胚胎只能来自母体子宫。( )(6)胚胎分割时可选择桑椹胚或囊胚进行分割。( ) (7)胚胎分割时应取内细胞团细胞做DNA检测、性别鉴定。( )(8)胚胎分割技术可以扩大优良家畜的繁殖数量。( )
2.下列关于体外受精的说法,错误的是( )。A.参与体外受精的精子需要获能,卵母细胞需要进行细胞培养B.体外受精时不发生透明带反应和卵细胞膜反应C.体外受精需要在特定的培养液中进行D.体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施答案:B
3.下列关于胚胎分割技术的叙述,正确的是( )。 A.胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份B.胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎C.胚胎分割技术是有性繁殖的方式,因此不属于克隆D.胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎答案:B
4.下列关于胚胎移植的叙述,错误的是( )。A.超数排卵要使用一定的激素B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态C.母畜体内的未排出的卵细胞或胚胎冲出后均能移植D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行答案:C解析:胚胎移植一般要在桑椹胚或囊胚时期进行,未排出的卵细胞没有进行受精,不能进行胚胎移植。
【问题引领】图Z2-3-6是哺乳动物未成熟卵母细胞体外受精过程示意图,思考并回答下列问题。
(1)图Z2-3-6中的卵母细胞是从卵巢中采集的,在体外受精时,是否需要培养成熟?提示:是,从卵巢中采集的卵母细胞是不具备受精能力的,必须在体外培养成熟后才能与精子受精。(2)体内受精时,精子的获能是在雌性生殖道内完成的,图Z2-3-6中精子的获能是如何完成的?提示:精子的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。即将精子放入人工配制的获能液培养一段时间获能,或将精子放在一定浓度的肝素溶液中获能。
(3)分析精子获能处理前进行离心处理的原因。提示:精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质,因此在一般情况下,精液中的精子无法获能。精子获能处理前进行离心处理,目的是除去精浆以利于精子获能。
【归纳提升】1.精子的获能
3.对体外受精技术的几点说明(1)哺乳动物体内胚胎的形成需要经过精子获能和卵子准备→受精→早期胚胎发育三个阶段。事实上,体外受精技术也是按照这一过程操作的,唯一不同的是采用了人工操作技术。(2)从卵巢获取的卵母细胞必须在体外培养到MⅡ期。(3)不同动物,采集卵子和精子的方法不同,精子体外获能的方法也不同。(4)获能的精子和培养成熟的卵子的体外受精过程,必须在人为控制的适宜条件下和专用的受精溶液或获能溶液中进行,获能的精子和培养成熟的卵子同时培养,完成受精。(5)用显微镜检查受精情况,若能看到第二极体和雌、雄原核形成,则已完成受精。
【典型例题】图Z2-3-7是哺乳动物未成熟卵母细胞体外受精过程示意图。据图分析,下列叙述错误的是( )。
A.Ⅰ表示卵母细胞的成熟培养B.Ⅲ表示精子的获能过程C.Ⅱ是成熟的卵子,一般处于MⅡ期D.Ⅰ中培养液和Ⅲ中培养液的成分没有区别答案:D
解析:体外受精包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。采集的卵母细胞和精子要分别在体外进行成熟培养和获能处理,卵母细胞要培养到MⅡ期才具备受精能力。题图中Ⅰ表示卵母细胞的成熟培养;Ⅱ是培养成熟的卵子,一般处于MⅡ期;Ⅲ表示精子的获能过程。精子获能所用的培养液是专门的获能溶液,Ⅰ中培养液与Ⅲ中培养液的成分有区别。
【变式训练】 1.下列关于体外受精的叙述,错误的是( )。A.体外受精时顶体反应和透明带反应可以阻止多精入卵B.卵母细胞的采集往往需要进行超数排卵处理C.体外受精是指精子和卵子在体外人工环境中融合D.精子体外获能方法通常有培养法和化学诱导法两种答案:A解析:体外受精和体内受精的实质相同,也具有防止多精入卵的屏障。透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障,卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障。
2.“虎狮兽”是雄虎的精子和雌狮的卵子进行“体外受精”而产生的,请同学们判断该“体外受精”的过程是图Z2-3-8中的( )。①采集雌狮卵子 ②收集雄虎精子 ③卵母细胞的人工培养 ④精子获能处理 ⑤获能精子和成熟卵子在受精溶液中共同培养 ⑥精子用化学物质诱导获能 ⑦卵母细胞用一定浓度肝素溶液处理 ⑧体外受精 ⑨受精卵培养
【问题引领】单峰骆驼曾经分布于阿拉伯半岛,濒危动物保护组织曾宣布单峰骆驼野外灭绝(只生活在圈养条件下即认为该分类单元属于野外灭绝,但在人类活动区会有驯养)。近些年,在我国干燥、缺水的戈壁无人区,科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼,并进行了研究。(1)保证胚胎移植成功的关键是什么?提示:保证胚胎移植成功的关键:胚胎移植一般在同种(同一物种)的雌性供体和受体之间进行;胚胎移植时,要求受体动物的发情同步化。
(2)超数排卵处理中为什么使用的是促性腺激素而不是性激素?提示:性激素是由性腺产生并释放的,性激素对下丘脑和垂体分泌相应激素存在负反馈调节,若注射一定量的性激素会抑制下丘脑和垂体的活动,从而导致相关激素分泌量下降,进而引起自身性激素分泌量减少,长期注射会导致性腺萎缩,影响排卵。(3)胚胎移植过程中有两次使用激素处理,其目的是什么?提示:第一次是使用激素对供、受体进行同期发情处理,使它们的生理状态同步或一致,使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生理环境;第二次是用促性腺激素处理使供体母畜超数排卵。
(4)为提高胚胎利用率,可对早期胚胎进行分割,对选用胚胎及分割的要求分别是什么?提示:选用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。分割囊胚时要注意将内细胞团均等分割。
【归纳提升】1.胚胎分割的注意事项(1)胚胎分割的份数越多,技术难度越大,移植后恢复和发育的难度越大,移植的成功率越低。(2)内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育为胚胎的基础细胞,其他细胞为滋养层细胞,其发育成的胎膜和胎盘为胚胎提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育,含内细胞团少的部分发育受阻或发育不足,甚至不能发育等问题。(3)胚胎分割的最佳时期是桑椹胚期或囊胚期。
2.胚胎移植的注意事项(1)胚胎既可以是体外受精得到的早期胚胎,也可以是胚胎分割得到的分割胚胎。(2)胚胎移植的最佳阶段是桑椹胚或囊胚阶段,暂时不需要移植的胚胎也可以冷冻保存。(3)操作过程中有两次使用激素:同期发情、超数排卵。(4)所得后代的遗传特性取决于提供精子、卵子的供体动物,与受体动物无关。
【典型例题】(不定项选择题)梅花鹿属于单胎动物,季节性发情,育种工作者希望通过胚胎工程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述错误的是( )。A.胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力B.培养早期胚胎的培养液中含有维生素、激素等能源物质C.当供体胚胎数量有限时,可采用胚胎分割技术以获得更多的后代D.在胚胎工程中,子宫冲卵是指将供体动物子宫内的受精卵冲洗出来答案:BD解析:培养液中的维生素和激素不是能源物质,B项错误。在胚胎工程中,子宫冲卵是将供体动物子宫内的卵母细胞冲洗出来,D项错误。
【变式训练】 1.(不定项选择题)下列关于胚胎移植的叙述,正确的是( )。A.胚胎移植全部属于有性繁殖B.可以让普通母畜为优良母畜承担繁重的妊娠任务C.大大缩短了动物的生长繁殖周期D.供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎答案:BD
2.在克隆技术出现之前,育种工作者已经开始采用胚胎分割移植方法加快繁育更多的优良品种的牛。下列有关说法错误的是( )。 A.胚胎分割移植要在受精卵培养到桑椹胚或囊胚时进行B.胚胎分割产生同卵多胎比产生同卵双胎的成功率低C.通过胚胎分割移植培育的小牛,其性别表现为雌性和雄性各占一半D.通过体细胞克隆技术培育的小牛,其性别取决于供体细胞的染色体组成答案:C
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